Microstructural characterization and mechanical property determination of overlap friction stir welding of aluminum and copper

Abstract

Bu çalışmada, 1050 alüminyum alaşımı ve saf bakır levha kullanarak farklı alaşımların bindirme Sürtünme Karıştırma Kaynak (SKK) yöntemiyle değişik kaynak hızıları kullanılarak ve diğer parametreler sabit kalarak kaynaklanması ve buna bağlı olarak mekanik ve mikroyapı özelliklerinin araştırılması ve en uygun kaynak hızının belirlenmesi olarak hedeflenmiştir.Öncelikle, sürtünme karıştırma kaynağı konusunda, uç geometrisi, dönme hızı, kaynak hızı, ilerleme hızı, çalışma açısı ve eksenel kuvvet ile bindirme, alın, T-bağlantı ve doldurma bağlantı tasarımları gibi genel bilgiler verilmiştir. Aynı zamanda SKK'ı işlem parametrelerinin optimizasyonu, malzeme akışı, modelleme, sıcaklık dağılımı ile çekirdek, termomekanik ve ısı etkisi altındaki bölgelerin mikroyapı inclemesi ile artık gerilme, sertlik ve mekanik özellikler konusunda diğer çalışmalar araştırılmıştır. Gelişmiş uygulama yöntemleri olarak karıştırma sürtünme işlemi, lazer şok kumlaması, ısıl, ultrasonik, punta, dairesel, ileri, kanallama, lazer-destekli ve çift, ikiz veya çoklu SKK verilebilir. Ayrıca, alüminyum ve bakırın özellikleri, SKK`nın denizcilik, otomotiv, demiryolu, havacılık, uzay, boru hatları, elektrik, nükleer ve inşaat alanlarındaki uygulamaları verilmiştir. Avantaj ve dezavantajları, ekonomik yönden gelişimi tartışılmıştır.Kaynakla birleştirilmiş bölgelerde kaynak hızının mikroyapı ve mekanik özelliklerinde meydana getirdiği değişikliklerin etkisi mekanik testler yardımıyla değerlendirilmiştir. Gerilme dağılımı, çekme testleri kullanılarak elde edilmiştir. En iyi mekanik özelliklere sahip kaynağın yüksek kaynak hızında elde edildiği belirlenmiştir. In this study, aluminum alloy 1050 and pure copper plates have been welded as dissimilar alloy overlap joints by using Friction Stir Welding (FSW) with different welding speeds and keeping other parameters constant in order to investigate mechanical and microstructural properties and determine the optimum welding speed.First of all, general information is given about FSW like tool geometries, rotational speed, welding speed, travel angle, work angle and axial force, and joint design like butt, overlap, T, and fillets. Meanwhile, other studies have been researched about optimization of FSW process parameters, material flow, modeling, temperature distribution, microstructural evaluation distribution in nugget zone, thermomechanically affected zone and heat-affected zone, and residual stress, hardness and mechanical properties. Improved application technologies are known as variations: FSP, laser shock peening, thermal, ultrasonic, spot, orbital, advance, channeling, laser-assisted, and double, twin or multi FSW. In other chapters, the information about aluminum and copper properties, and industrial applications of FSW in marine, automotive, railway, aircraft, aerospace, pipeline, electrical, nuclear and construction are given. Advantages, disadvantages, economical maturing and expectations of FSW are discussed.The aim is to examine the effect of the welding speeds on microstructural and mechanical properties, and mechanical tests were carried out on the welded areas of the parts. Tensile shear tests of the joints utilized to obtain for determining stress distribution. The best mechanical properties joint has been obtained at the higher welding speed.